毫米波雷達(dá)芯片方案解析，直面毫米波雷達(dá)的安防監(jiān)控應(yīng)用

毫米波在汽車中存在重要應(yīng)用，如毫米波雷達(dá)。宏觀方面，大家對(duì)毫米波雷達(dá)已有一定了解，但大家了解其芯片方案嗎?為增進(jìn)大家對(duì)毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)兩大24GHz汽車毫米波雷達(dá)的芯片方案加以介紹，并在文章尾部帶來毫米波雷達(dá)在安防監(jiān)控中的應(yīng)用闡述。如果你對(duì)本文即將探討的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、汽車毫米波雷達(dá)芯片方案

毫米波雷達(dá)指工作在毫米波波段的雷達(dá)。采用雷達(dá)向周圍發(fā)射無線電，通過測定和分析反射波以計(jì)算障礙物的距離、方向和大小。典型應(yīng)用有汽車防撞雷達(dá)、直升機(jī)防控雷達(dá)和精密跟蹤雷達(dá)等，目前最新的汽車毫米波雷達(dá)可以識(shí)別出車和行人。

1.什么是毫米波

什么是毫米波?毫米波實(shí)質(zhì)上就是電磁波一個(gè)頻段，其頻率高于無線電，低于可見光和紅外線，頻率大致范圍是30GHz—300GHz。這是一個(gè)非常適合車載領(lǐng)域的頻段，在這個(gè)頻段中，波長大概是1~10mm。因此我們將這個(gè)波段稱為毫米波。

其次，毫米波雷達(dá)的原理是什么?當(dāng)電磁波在傳播時(shí)碰到另一種介質(zhì)，會(huì)反彈回來，其時(shí)延是2倍距離/光速。返回來的波形和發(fā)出的波形之間會(huì)有頻率差，這個(gè)頻率差和時(shí)延是呈線性關(guān)系的：物體越遠(yuǎn)，返回的波收到的時(shí)間就越晚，那么它跟入射波的頻率差值就越大。將這兩個(gè)頻率做減法，就可以得到二者頻率的差頻(差拍頻率)，通過判斷差拍頻率的高低就可以判斷障礙物的距離。毫米波雷達(dá)就是利用了電磁波金屬反射比大的特性。

2.汽車毫米波雷達(dá)芯片方案

以下介紹一種基于UMS公司推出的24GHz集成收發(fā)芯片的汽車毫米波雷達(dá)方案。

24GHz汽車毫米波雷達(dá)方案主要由24GHz射頻收發(fā)芯片、控制單元和CAN總線接口組成，其中24GHz射頻收發(fā)芯片實(shí)現(xiàn)毫米波信號(hào)的生成、發(fā)射和接收，控制單元利用算法實(shí)現(xiàn)測距和測速的功能，CAN總線接口負(fù)責(zé)和汽車其他部件通信，以下是24GHz汽車毫米波雷達(dá)的基本框圖：

圖1：24GHz汽車毫米波雷達(dá)的基本框圖

基于該解決方案，可以實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)檢測(BSD)、車道改變輔助(LCA)/偏離預(yù)警(LDW)、自適應(yīng)巡航控制(ACC)等汽車防撞雷達(dá)的應(yīng)用。此外，也可以實(shí)現(xiàn)智能交通類測速測距、安防、工業(yè)控制等領(lǐng)域的測距、測速雷達(dá)的應(yīng)用。

該解決方案的核心器件是UMS公司推出的業(yè)內(nèi)唯一采用砷化鎵工藝的24GHz集成收發(fā)芯片CHC2442，以下是該器件的主要性能：

? 發(fā)射功率13.5dBm

? 發(fā)射增益控制范圍12dB

? 接收增益37dB

? 接收增益控制范圍24dB

? 噪聲系數(shù)11dB(中頻大于100KHz，射頻增益最大)

? 輸入1dB壓縮點(diǎn)-16dBm

? VCO相噪 -90dBc/Hz@100KHz

? 溫度范圍-40℃到125℃

? 工作電壓3.3V

? 封裝QFN4*5，滿足RoHS標(biāo)準(zhǔn)

UMS推出的24GHz雷達(dá)收發(fā)芯片以汽車級(jí)的工作溫度范圍、更大的發(fā)射功率，優(yōu)良的VCO輸出相噪等優(yōu)勢成為24GHz汽車毫米波雷達(dá)方案的最佳選擇。

3.24G微波頻率VCO方案

針對(duì)24GHz汽車毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，UMS推出了適用于分立系統(tǒng)的壓控振蕩器(VCO)產(chǎn)品CHV2421-QDG。該器件是一款GaAs InGaP異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管(HBT)MMIC VCO，CHV2421-QDG內(nèi)部集成了諧振器、負(fù)電阻器件、變?nèi)荻O管和預(yù)分頻器。

以下是CHV2421-QDG的功能框圖，從圖中可以看出該VCO可以產(chǎn)生兩路分頻輸出高達(dá)15dBm的24GHz微波頻率。

圖2： CHV2421功能框圖

CHV2421的產(chǎn)品特性：

? 頻率范圍24-24.5GHz

? 典型輸出功率15dBm

? 輸出動(dòng)態(tài)范圍13dB

? 相位噪聲-90dBc/Hz

? 非諧振發(fā)射雜波抑制度80dBc

? 預(yù)分頻發(fā)射雜波抑制度55dBc

? 工作電壓5V

? 工作溫度-40℃~105℃

? 調(diào)諧電壓0.5-5.5V

? 預(yù)分頻輸出功率0dBm

? 24L-QFN封裝無鉛焊接

? 滿足MSL1標(biāo)準(zhǔn)

二、毫米波雷達(dá)在安防監(jiān)控中的應(yīng)用

將毫米波雷達(dá)技術(shù)引入視頻監(jiān)測領(lǐng)域，同時(shí)結(jié)合多類型攝像機(jī)的可視化優(yōu)點(diǎn)，可以推出“視頻+雷達(dá)”聯(lián)動(dòng)應(yīng)用解決方案。與傳統(tǒng)攝像機(jī)監(jiān)控相比，能夠全面彌補(bǔ)視頻監(jiān)控的不足，比如光線明暗不一、霧霾遮擋視線、大風(fēng)影響監(jiān)測、惡劣天氣影響、黑夜探視不準(zhǔn)等問題。

毫米波雷達(dá)技術(shù)可實(shí)時(shí)輸出入侵目標(biāo)數(shù)據(jù)，聯(lián)動(dòng)攝像頭跟蹤拍攝。主動(dòng)警示入侵目標(biāo)，對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、錄像、抓拍和識(shí)別，達(dá)到綜合布控的效果。

除了社區(qū)監(jiān)控應(yīng)用外，毫米波雷達(dá)技術(shù)與視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)的應(yīng)用方案，以更高的識(shí)別率、更低的誤報(bào)率、更低的人工成本，還適用于機(jī)場、邊防、能源管道、重要核心區(qū)域等周界防護(hù)及要地防護(hù)，助力視頻入侵監(jiān)測業(yè)務(wù)應(yīng)用更完善。

以上便是此次小編帶來的“毫米波”相關(guān)內(nèi)容，希望大家對(duì)本文講解的內(nèi)容具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!